開關電源設計中最常用的幾大計算公式匯總

MOSFET開關管工作的最大占空比Dmax：

式中：Vor為副邊折射到原邊的反射電壓，當輸入為AC 220V時反射電壓為135V；VminDC為整流后的最低直流電壓； VDS為MOSFET功率管導通時D與S極間電壓，一般取10V。

變壓器原邊繞組電流峰值IPK為:

式中：η為變壓器的轉換效率；Po為輸出額定功率，單位為W。

變壓器原邊電感量LP:

式中：Ts為開關管的周期(s)；LP單位為H。

變壓器的氣隙lg:

式中：Ae為磁芯的有效截面積(cm2)；△B為磁芯工作磁感應強度變化值(T)；Lp單位取H，IPK單位取A，lg單位為mm。

變壓器磁芯

反激式變換器功率通常較小，一般選用鐵氧體磁芯作為變壓器磁芯，其功率容量AP為

式中：AQ為磁芯窗口面積，單位為cm2；Ae為磁芯的有效截面積，單位為cm2；Po是變壓器的標稱輸出功率，單位為W；fs為開關管的開關頻率；Bm為磁芯最大磁感應強度，單位為T；δ為線圈導線的電流密度，通常取200～300A/cm2，η是變壓器的轉換效率；Km為窗口填充系數(shù)，一般為0.2~0.4；KC為磁芯的填充系數(shù)，對于鐵氧體為1.0。

根據(jù)求得的AP值選擇余量稍大的磁芯，一般盡量選擇窗口長寬之比較大的磁芯，這樣磁芯的窗口有效使用系數(shù)較高，同時可以減少漏感。

變壓器原邊匝數(shù)NP:

變壓器副邊匝數(shù)Ns:

式中：VD為變壓器二次側整流二極管導通的正向壓降。

功率開關管的選擇

開關管的最小電壓應力UDS

繞組電阻值R：

式中：MUT為平均每匝導線長度(cm)； N為導線匝數(shù)；

為20℃時導線每cm的電阻值(μΩ)。

繞組銅耗PCU為：

原、副邊繞組電阻值可通過求繞組電阻值R的公式求出，當求原邊繞組銅耗時，電流用原邊峰值電流IPK來計算;求副邊繞組銅耗時，電流用輸出電流Io來計算。

磁芯損耗

磁芯損耗取決于工作頻率、工作磁感應強度、電路工作狀態(tài)和所選用的磁芯材料的性能。對于雙極性開關變壓器，磁芯損耗PC：

對于單極性開關變壓器，由于磁芯工作于磁滯回線的半?yún)^(qū)，所以磁芯損耗約為雙極性開關變壓器的一半。變壓器總損耗為總銅耗與磁芯損耗之和。